[FPGA와 Verilog 초보자 가이드 1] 개요

임베디드 시스템을 배우는 것은 때때도 어렵기도 하지만 몇몇 자료를 읽고, 이해하고, 실험할 약간의 인내심이 있다면 아주 재미있는 일이기도 합니다. FPGA도 다르지 않습니다. 본 강좌를 일고, 얼마나 빨리 FPGA를 배울수 있을지 한번 살펴보세요. 본 강좌를 위해 먼저 제일 아래에 나와 있는 툴들을 다운 받아 설치하세요.

이 강좌는 독자가 Verilog(C언어 문법과 비슷한 HDL 언어)를 배우고, 코드를 시뮬레이트하며, 실제 하드웨어에 그것을 구현하는 방법을 배울 수 있는 방법을 설명하였습니다.

시뮬레이션과 신떼시스를 위해 Xilinx ISE가 사용되고, 최종 디자인은 Spartan 3A FPGA 개발보드 Elbert에 프로그래밍 됩니다.


Spartan 3A FPGA 개발보드 Elbert

FPGA 란?

FPGA는 "Field Programmable Gate Array"의 약자로, 언제든 프로그래밍과 재설정이 가능한 게이트로 이루어진 거대한 배열입니다. FPGA안의 많은 게이트들은 개발자가 선택한 회로를 만들기 위해 임의로 서로 연결이 가능합니다. FPGA는 기본적으로 CPLD와 비슷하지만 CPLD는 FPGA에 비해 크기가 작고 성능이 떨어집니다. FPGA 제조사로는 Xilinx, Altera, Actel사 등이 있습니다.

Verilog란?

Verilog는 Hardware Description Language (HDL)로 디지털회로를 텍스트 형태로 표현하는데 사용되는 언어입니다. 마이크로컨트롤러 프로그램을 C언어와 어셈블리어로 작성하는 것과 마찬가지로, FPGA용 프로그램을 Verilog와 같은 HDL언어를 이용하여 작성할 수 있습니다. HDL 언어가 인기 있기 전엔, 엔지니어는 회로도를 가지고 모든것을 디자인해야 했습니다. 회로도는 작은 규모의 디자인을 작성할 경우 아주 편리하지만, 큰 규모의 디자인을 작성할때는 관리하기가 아주 고통스럽습니다. (인텔 엔지니어가 수십만개의 게이트를 가진 펜티엄 프로세서의 회로도를 그린다고 생각해보십시오). 대부분의 전자공학 엔지니어들은 디자인을 구현하기 위해서 새로운 언어를 배우기보다는 회로도를 선호하는 경향이 있습니다. 하지만 Verilog를 배우는 것이 10페이지의 회로도를 그리는 것보다 쉽습니다. 프로그래밍을 할줄 안다면, 더욱 그렇습니다. VHDL은 또 다른 인기 있는 HDL언어로 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있고 Verilog와 비슷한 인기를 보유하고 있습니다만 여기서는 Verilog를 선택하였습니다. 배우기 쉽고, 문법이 C언어와 비슷하기 때문입니다. Verilog에 대해 더 자세한 내용을 알고 싶다면 다음의 링크(http://en.wikipedia.org/wiki/Verilog)나 튜토리얼 (http://www.asic-world.com/verilog/index.html)을 참조하십시오.

어떤 툴이 필요한가?

1. 좋은 텍스트 에디터

2. Xilinx ISE Webpack (Download at Xilinx for free).

3. 좋은 FPGA 개발보드(Elbert - Spartan 3A FPGA Development Board)

4. Elbert Configuration downloader software  

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